Navigační přijímače GPS v praxi

Obsah:
Úvod (zde), Princip , Přesnost , Přijímače GPS , Jak pracuje běžný GPS , Zkušenosti s GPS a jejich praktické využití , Jak se orientovat při nákupu přístroje , Počítačové‚ programy a mapy , Spolupráce GPS s počítačem , Příklad použití GPS s mapami KČT 1: 50 000

GPS (Global Positioning System), je družicový celosvětový systém určování polohy a času. Tento navigační systém vyvinutý v USA původně jen pro vojenské účely je spravován Ministerstvem obrany USA. Hlavní řídící stanice na voj. letecké základně v Colorado Springs (USAF`s Space and Missile Systems Center), sleduje všechny družice tohoto systemu s pomocí dalších pozemních stanic na celém světě také proto, aby nemohlo dojít ke zneužití systému např. imitací vysílajícího satelitu (zvl. kód). 

Po dlouhá léta byl využíván kromě vojenství při profesionálních aplikacích, zejména v letecké a námořní dopravě. Pro jednotlivce byl dlouho nedostupný ze strategických i finančních důvodů. GPS je jen jiné pojmenování pro navigační system NAVSTAR. Další vysílané kódy signálu jsou přístupné pouze pro armádu USA a jejich spojenců. Požaduje se podstatná modernizace systému a postupná náhrada současných družic modernějšími typu GPS BLOCK 2F. Zásadní změnou bude přidání dalších pracovních kmitočtů a nových kódů L3 a L5. L5 má trvale snižovat chybu civilních terminálů v důsledku prostupu navigačních signálů atmosférou, L 3 je pak utajený kód k systému detekce jaderných výbuchů. 

V posledních letech došlo díky technologickému pokroku k miniaturizaci GPS přijímačů, ke snížení jejich ceny a tím většímu rozšíření mezi řadu uživatelů. Výrobou systému GPS se zabývá asi 25 koaličních partnerů.

Navigace GPS nachází nyní stále větší uplatnění při mnoha aktivitách. Využívají ji orgány státní správy, bezpečnostní složky, hasiči, geologický a radiační průzkum, motoristé, turisté a cestovatelé, horolezci, rybáři, houbaři, vodáci, jachtaři, námořníci, letci i radioamatéři. 
Americká vláda vydala letos (1998) prohlášení k civilnímu využití navigačního systému GPS, které dává záruku na nepřetržitou, celosvětovou dostupnost, plnou a přímou využitelnost systému všech civilních uživatelů, že ze strany USA nebude uskutečňována záměrná degradace navigačních signálů v civilním kódu L1 za účelem zhoršování přesnosti navigace minimálně po dobu 4 až 10 let. Toto opatření se má prakticky projevit ve zvýšené přesnosti určování polohy ze 100 na 20 m a provozní spolehlivosti, v celé civilní sféře.

1. Princip

Jak GPS funguje? Zemi obíhá na velmi přesných drahách 24 navigačních družic ve výšce 10 183 km s oběžnou dobou 11 h 58 minut (6 oběžných drah se 4 družicemi na každé dráze). Sklon jejich dráhy vzhledem k rovníku je 55 stupňů. Každá družice tedy Zemi oběhne asi dvakrát za den. 

Družice jsou vlastně radiovými majáky na oběžné dráze, které nepřetržitě vysílají informace o své poloze přibližně na kmitočtu 1, 5 GHz. 

GPS přijímač na Zemi dokáže tyto informace přijmout a dekódovat a díky výkonnému mikropočítači dokáže z údaje o poloze družic spočítat vzdálenosti od jednotlivých družic, na základě kterých lze vypočítat přesnou polohu. Jedná se o dálkoměrnou metodu určení polohy. Známe-li (změříme-li), vzdálenost minimálně od tří satelitů, nalézáme se tak na průniku 3 kulových ploch v jejichž středu jsou jednotlivé družice. Další, čtvrtou plochou je povrch Země. Výpočet se ještě dále zpřesňuje změřením vzdáleností k dalším viditelným satelitům. 

Vzdálenost se spočítá jako podíl rychlosti šíření radiových vln (300000 km/s) a času, uběhlým mezi okamžikem, kdy byla data z družice vyslána a okamžikem, kdy byla přijata. K tomu je však zapotřebí extrémně přesný údaj času jak na straně vysílače, tak přijímače. Proto každá z družic na své palubě nese velmi přesný a drahý cesiový nebo rubidiový oscilátor, sloužící jako časový a kmitočtový normál. 

Aby hodiny v GPS přijímači dosáhly stejné přesnosti, je z přijímaného signálu vypočítáván tzv. clock offset, který v kombinaci s velmi přesnými časovými značkami vysílanými z družic umožňuje přijímači zobrazovat čas s chybou menší než 1 mikrosekunda. Výkonný mikropočítač v GPS přijímači potom na základě srovnání vzdáleností od několika (min. 3) družic dokáže vypočítat polohu a zobrazit ji v různých formátech. Přijímač nejdříve vygeneruje kopii přijímaného signálu a synchronizuje jej. Takto se určí u sledovaných družic tzv pseudovzdálenost a při jejich známé poloze lze již vypočítat souřadnice polohy přijímače.

2. Přesnost

Přesnost určení polohy GPS je bez jakýchkoliv korekcí kdekoliv na Zemi fantastických 10 až 15 m. Mohla by být ještě lepší, ale chybu ovlivňuje šum, mnohocestné šíření signálu, ionosferická refrakce a záměrné chyby SA. Tato přesnost zatím je tedy provozovatelem systému (Ministerstvem obrany USA) úmyslně zhoršována podle tzv. Programu vybrané dostupnosti (SA – Selective Availability) který je složitou náhodnou funkcí. Proto je skutečná dosahovaná přesnost 100 m. V praxi se tato umělá chyba projevuje tak, že se pevný bod zdánlivě pohybuje. Velikost uměle zaváděné chyby je ve vysílaném signálu rovněž zakódována, ovšem dekódovat ji dokáží pouze speciální u nás nedostupné GPS přístroje. Umělá chyba má být v budoucnu zrušena! Snad již letos. Zatím však v dobách akutně hrozících vojenských konfliktů je chyba ještě zvětšována a v případě větší války by byl systém pro civilní použití pravděpodobně vypnut! (To je jen názor odborníků, je zde proti tomu vyhlášení vlády USA z letošního roku ke kódu L1!)

Přesnost 100 m je pro běžné využití naprosto dostatečná, při požadavku na vyšší přesnost lze zavádět korekce. Pouze u měření nadmořské výšky je taková odchylka pro piloty a horolezce příliš velká. GPS sice nenahradí výškoměr, ale může Vám zachránit život, třeba když při nečekané změně počasí spolehlivě vrátíte v mlze do tábora. 

Korekční signál se získává tak, že v referenčním bodě se známou přesnou polohou je instalována stanice, ze které se snímané odchylky polohy vysílají do pohyblivého přijímače DGPS, kde se naměřené údaje ihned opravují. Přístroje schopné přijímat tento korekční signál se označují jako “Differential Ready”. Podle typu přístroje a způsobu zavádění korekcí lze pak získat přesnost určené polohy od jednotek metrů až po řádově milimetry. V ČR je využíván tento systém v AČR spojením přijímače GPS 22 s VHF rádiostanicí RF 13 (DICOM – Mesit).

Propojením s diferenčním přijímačem (DGPS) se přesnost zlepší na 2 až 5 metrů tam, kde diferenční přijímač zachytí signál diferenční korekce vysílaný pozemními vysílači. Pokud dokáže spojení vysílač – přijímač zjistit rychlost přenosu korekcí alespoň 9,6 kb/s v reálném čase i na pohybující se objekt, označuje se to jako RTK (Real Time Kinematics). U mobilních telefonů je max. rychlost datového přenosu právě 9,6 kb/s a využívá to údajně firma Transgas v Lounech, Písku a Brně. Vysílači je dobře pokryta Severní Amerika, Velká Británie, severní a západní pobřeží Evropy. Ostatní části, zvláště východní Evropy, zatím nemají dostatečně silné souvislé pokrytí pro DBR, což se mění! Pokusné vysílání už probíhá na ČRo 2, Praha-Žižkov, na 92,6 MHz ve službě RDS! V ČR se diferenčním příjmem zabývá také několik komerčních organizací (ČD, Dicom, Transgas, Úřad pro civ. letectví, AČR ap.). Pro běžného uživatele má pak asi největší význam referenční stanice na katedře radioelektroniky (ČVUT-Praha). Používá standardní formát RTCM SC-104 a pokusně se šíří na DV pásmu 111,8 kHz z vysílače Poděbrady a Litovel, čímž pokrývá většinu střední Evropy. Nepotřebujete-li však přesná data okamžitě, lze provést korekci až při zpracování, tzv. postprocessing. Data lze získat i z Internetu, stanic BBS, nebo přímo na disketě ap. Pro postprocessing se používá formát RINEX. Navíc ČR je pokryto i signálem Land Star, fy Racal z geost. družice Inmarsat na 15 °W, která zaručuje širokopásmové pokrytí korekcemi WADGPS, system je však drahý.

Navigační signál GPS v místě příjmu je velmi slabý, jen vysoká citlivost terminálů umožňuje, že signál L1 je vysílán pouze takovým výkonem, který zručuje min. úroveň –160 dBW. Jakýkoliv přijímač (terminál) může být proto velmi snadno rušen, nebo hůře, záměrně zkreslován časově, fázově či jinou manipulací se signálem, takže pozor, berte do úvahy oblast ve které se vyskytujete a je-li možná i tato eventualita.

3. Přijímače GPS

Přijímač GPS v sobě zahrnuje citlivý radiový přijímač, super přesné hodiny a výkonný matematický kalkulátor (mikropočítač). Přijímač pracuje kolem kmitočtu 1575,42 MHz a dokáže dekódovat rychlá data v rozloženém spektru s velkou šířkou pásma. Při poslechu na normálním přijímači zaznamenáme kolem tohoto kmitočtu jen zvýšenou úroveň šumu. 

Jednotlivé typy přijímačů se od sebe liší vnějším vzhledem a rozměry, typem displeje (od jednoduchých alfanumerických po grafické) a softwarem. 

Jsou napájeny vesměs tužkovými bateriemi, které umožňují provoz od 5 hodin až po 24 hodin, resp. z vnějšího napájecího zdroje. 

Přijímače dokáží současně sledovat 8 až 12 družic. Doba od zapnutí k prvnímu určení polohy (tzv. studený start, TTFF) se pohybuje podle typu v rozmezí 2 až 10 minut (měřítko kvality! ), určení polohy po znovuzapnutí (tzv. teplý start) bývá v rozmezí 15 vteřin až 2 minuty. Potom dochází k obnovování výpočtu polohy už každou vteřinu. 

U základních verzí (pro pozemní a námořní aplikace) je omezena maximální rychlost (měření) na 166 km/h, u novějších výrobků mnohdy ale i více. Po jejím překročení již není zaručena přesnost výpočtu polohy ani rychlosti. Dokonalejší vojenské a letecké přístroje pracují až do rychlosti 1850 km/h. 

Některé přijímače jsou opatřeny konektorem pro propojení s počítačem, což jejich možnosti ještě zvětšuje. Lze tak data přehrávat do počítače nebo naopak, a to jak s IBM PC tak s Mac, lze i propojovat dva GPS přijímače mezi sebou a přehrávat data z jednoho do druhého. Prostřednictvím tohoto rozhraní lze i přijímat korekční signál ke zvětšení přesnosti nebo propojovat GPS přijímač s dalšími radiovými prostředky pro radiové vyhledávání a mapování vysílačů apod. Speciální programy, pod DOS nebo Windows, umožňují graficky zobrazit soubory dat přehrané z GPS přijímače, vytvářet a měnit přímo v mapě otočné trasové body (tzv. landmarks či na moři waypoints) a opět je do přijímače nahrávat, převádět údaje o poloze mezi různými souřadnicovými nebo čtvercovými systémy, tisknout trasy, mapy atd. Aby GPS přijímače splňovaly na ně kladené nároky při použití v přírodě nebo na moři, jsou většinou konstruovány jako prachotěsné a vodovzdorné (některá mají ultrazvukově svařené pouzdro plněné dusíkem) a mohou pracovat v širokém teplotním rozmezí.

4. Jak pracuje běžný GPS

Po zapnutí se na displeji objeví na několik vteřin “uvítací stránka”. Během této doby probíhá test přijímače. Poté se displej změní na první z několika (5) “pracovních stránek”, tzv. STATUS PAGE. Po těchto stránkách lze listovat pomocí tlačítek PAGE a QUIT. 

Při prvním zapnutí, resp. přemístění se o více než 500 km nám přijímač nabídne buď režim zaměření podle oblasti (lze vybrat ze seznamu zemí, států a oblastí celého světa, které se nám na displeji objeví), nebo režim “autolocate”. V prvním případě první určení polohy trvá asi 2 minuty, ve druhém, kdy přijímač hledá bez jakékoliv pomůcky, totéž trvá až 7,5 min. Při zaměření můžeme výpočtu pomoci zadáním přibližné naší polohy a východní polokoule (E), standardně je zadána západní (W), novější výrobky sami nabízejí uživateli mapku hemisfér. 

Během prvotního zachycení a výpočtu polohy, pokud nestiskneme žádné tlačítko, je na displeji stále zobrazena první “stránka” (STATUS PAGE). Na níž je znázorněna poloha všech družic, které se nacházejí v naší oblasti, formou čísel družic rozmístěných uvnitř dvou kružnic, z nichž vnitřní označuje elevaci 45 stupňů a vnější 0 stupňů, čili obzor. Sever je nahoře. Pod tímto se nachází sloupcový S-metr. Na vodorovné ose je čísly vyznačeno všech 8 – 12 družic, nad nimi je sloupcově indikována síla signálu. Každý sloupec je nejprve prázdný a jeho velikost indikuje jen sílu signálu, později se vnitřek sloupce vyplní, což znamená, že signál té které družice byl zpracován a používá se při výpočtu polohy. Některé přístroje upozorňují a to i zvukově, na špatný nebo žádný signál z družic. 

Na téže straně bývá umístěn i sloupcový indikátor stavu baterií a vpravo pak hodnota EPE – přesnosti horizontálního určení polohy. 

Po zachycení a zpracování signálů z min. 3 družic se displej automaticky změní na 2. stranu, tzv. POSITION PAGE. Na té jsou zobrazeny následující údaje: 
 

• přesný čas (s chybou pod 1 mikrosekundu! )
• poloha buď v zeměpisných souřadnicích, QTH lokátorech nebo jiných čtvercových (grid) systémech 
• nadmořská výška (ALT) v m nebo stopách
• rychlost pohybu (SPEED) v km/h, mph nebo uzlech
• ujetá nebo ušlá vzdálenost (TRIP)
• směr pohybu (TRACK) ve stupních, jak v digitální formě tak i analogovou výsečí kompasu. 

Zde je na místě zdůraznit, že GPS udává směr pohybu, resp. azimut, nikoliv pomocí údaje magnetického kompasu, ale vypočítává jej z po sobě následujících poloh. Tzn. , že je schopen jej určit pouze při pohybu. (S elektronickým kompasem jej však lze také propojit. )

Některé přístroje můžeme použít i jako počítač ušlých, ujetých km, automatické stopky, nebo pro výpočet maximální i průměrné rychlosti a postupně výrobci doplňují stále další funkce!

Stiskem tlačítka PAGE se dostaneme na další stranu MOVING MAP, čili pohyblivou mapu, jejíž měřítko si můžeme změnit od 500 m až po 600 km. 

Na této mapě je kosočtverečkem indikována současná poloha a čtverečky spolu s příp. alfanumerickým popisem jakékoliv otočné trasové body (landmarks, waypoints) zadané do paměti. Jednoduše lze měnit nejen měřítko, ale i způsob zobrazení, orientaci mapy, zobrazení či potlačení kružnic označujících vzdálenost, čar zobrazujících uraženou trasu a popis otočných bodů. 

Další stránka NAVIGATION PAGE, navigační, má dvě volitelné formy zobrazení. Buď tzv. COMPASS nebo HIGHWAY, které udávají směr k zadanému bodu. Jsou tedy aktivní, je-li zadán cílový bod (vybraný pomocí tlačítka GO TO). Na této straně najdeme rovněž jméno cílového bodu, azimut, vzdálenost k němu, odhadovaný čas příjezdu k němu, skutečný směr jízdy a rychlost. 

U “kompasu” šipka ukazuje směr k cíli. Ve druhém případě je “dálnice” uprostřed, pohybujeme-li se správným směrem, resp. odklání se vlevo či vpravo podle toho, jak se liší směr našeho pohybu. 

Poslední stránka, MENU PAGE, slouží k zadávání parametrů, otočných bodů, volbě různých funkcí a režimů. 

Zmiňme se jen stručně o několika z nich. Z menu definujeme otočné body, informujeme se o nejbližších, listujeme v abecedním seznamu těchto bodů a máme možnost editace. Při editaci lze volit čísla a písmena pomocí středního čtyřpolohového palcového tlačítka se šipkami. 

V menu ROUTES si můžeme připravit až 20 různých tras výletů, jízd, plaveb nebo letů. Další nabídka nám pro vybraný bod oznámí vzdálenost a azimut k němu i čas východu a západu slunce v něm a to pro současné nebo libovolné datum. 

V menu SYSTEM SETUP lze měnit režim mezi normálním, úsporným nebo simulátorem. Simulátor je užitečný pro seznámení se s funkcemi přístroje. 

V menu NAV SETUP máme možnost výběru formátu udávaní polohy, u zeměpisných souřadnic jako (LAT/LON), stupně, minuty, vteřiny a desetiny vteřin (tento system se používá na námořních, silničních mapách a plánech měst např. mapy Geodezie), nebo stupně a jejich části v desetinné soustavě. Pozemní topografické mapy používají pravoúhlou síť (grid) ve světovém systému UTM/UPS, ale i lokální čtvercové systémy (např. německé, britské, švýcarské, irské, QTH lokátory Maidenhead atd. ), některé GPS umožňují zadat si uživatelský čtvercový systém, nutný např. pro české vojenské a turistické S-42 (S-1942) mapy. Dále můžeme vybrat z více než 100 mapových souřadných soustav (označovaných jako MAP DATUM). Tu z přednastaveného celosvětového systému WGS-84 změníme pouze v případě, že používáme mapu, na které je jiný systém uveden. V témže menu lze měnit zobrazované jednotky délky a rychlosti z m, km a km/h na stopy, míle, mph nebo námořní míle a uzly. 

V MAP SETUP se mění konfigurace pohyblivé mapy, jak bylo zmíněno výše. 

A nakonec v menu INTERFACE máme možnost výběru rozhraní pro přenos dat z a do přijímače GPS. Mezi možnostmi jsou GRMN (pro přehrávání informací o otočných bodech a trasách mezi dvěma přijímači nebo PC), dále RTCM (pro zavádění diferenčních korekcí polohy z externího přijímače korekcí) a NMEA 0180, 0182 a 0183, z nichž poslední se využívá při propojení s přehledovými přijímači při radiovém mapování, nebo při spolupráci s TNC. 

Některé přístroje umí i tzv. průměrování polohy – dokáží během několika minut eliminovat uměle zaváděnou chybu (SA) pod 20 m (normální je kolem 100 m). 

Další zajímavé funkce jsou např. MOB – která okamžitě vytvoří trasový bod a naviguje k němu; u zajímavého místa nebo při záchraně někoho ve vodě (po pádu s paluby). 

Jinou funkcí je Proximity waypoints – kde k trasovému bodu v paměti vytvoříme libovolně velkou kruhovou zónu, do které když vstoupíme hlásí přístroj výstrahu (i zvukově), vhodné pro označení nebezpečných a důležitých míst (počet takových bodů bývá min. devět).

5. Zkušenosti s GPS a jejich praktické využití

GPS přijímač bude pracovat pouze tehdy, bude-li schopen přijímat signály z družic, tzn., že jeho anténa musí na družice “vidět”. Nebude tedy fungovat uvnitř domů ani v místech s vysokými překážkami. Pro počáteční zachycení je nejlepší, když přijímač podržíme v ruce na co nejvíce otevřeném prostranství (park, louka, pole) dále od domů. Pak zachytí 4 až 8 družic a vypočte přesnou polohu. Poté jej už můžeme umístit např. v autě, kde uspokojivě funguje např. pod sklem nad přístrojovou deskou, i když příjem je slabší. Přijímač v některých případech může fungovat i v budově těsně u okna, záleží to však na stupni zastínění, útlumu skla a poloze družic. Pro aplikace uvnitř domu, ve vozidle, lodi nebo letounu je vhodný přijímač s odnímatelnou anténou, kterou můžeme umístit za okno, na střechu apod. a s přijímačem ji propojit koaxiálním kabelem. V nejjednodušším případě použijeme přímo anténu dodávanou s GPS a umístíme ji např. na speciální držák na okénko automobilu. Jinak si můžeme pořídit originální aktivní anténu (chockring) s magnetickým držákem, resp. námořní anténu. 

Po počátečním určení polohy GPS funguje uspokojivě i třeba v lese, kde sice síla signálu bude značně kolísat nebo vypadávat, ale ihned po vyjití na méně husté místo či paseku se obnoví aktualizace polohy. GPS nás spolehlivě zavede na jakékoliv místo, které si máme možnost označit tlačítkem MARK a přidat jej do seznamu otočných bodů. To může být oblíbené houbařské či rybářské místo, tábor, přístav, chata, místo v moři nebo oáza v poušti. 

Další možností aplikace GPS je již zmíněné radiové mapování, tzn. vyhledávání radiových vysílačů pomocí kmitočtových zapisovačů nebo přehledových přijímačů a určování zeměpisných souřadnic místa zachycení signálů. Tak lze např. lokalizovat různé rušivé vysílače, registrovat jejich časovou aktivitu apod. 

Poskytuje také vysoce přesný časový údaj, který může sloužit jako časový etalon a reference pro synchronizaci různých operací. 

K přijímačům lze zakoupit řadu příslušenství, jako např. různé typy externích antén, datové a napájecí kabely, speciální software včetně datového kabelu, držáky pro montáž přijímačů na palubních deskách, řídítkách bicyklu atd. 

Systémy sledování vozidel, zde je nutno zvážit požadavky a možnosti z hlediska požadavku na systém “ON LINE” (v reálném čase) nebo “OFF LINE” (vyhodnocení po jízdě), počet vozidel, oblast po stávající vlastní radiové sítě i pro přenos údajů o poloze a dosah VKV/UKV radiostanic, resp. trunkového systému, možnost provozování radiostanic jen v ČR, resp. možnost přenosu odjinud např. pomocí GSM telefonu, požadovaný mapový software atd. GPS je i součástí navigace v evropském projektu výrobců aut nazvaného Prometheus.

6. Jak se orientovat při nákupu přístroje

První kategorií a pro outdoor zajímavé jsou kapesní a přenosné přijímače. Zaměříme se pouze na ně! 

Hodí se i do malých a ultralehkých letadel, větroňů, lodí, jachet, vhodné jsou pro expedice, turistiku, lovce i cykloturistiku. Přestože základní funkce jsou téměř shodné, mohou se značně lišit ve vlastnostech a mechanickém provedení. 

Při nákupu je důležité si promyslet, která z vlastností je pro uživatele podstatná. Rozdíly se objevují ve velikosti GPS, její hmotnosti, velikosti a druhu LCD displeje, životnosti baterií, způsobu připojení externího zdroje, externí antény, maximální zobrazované rychlosti, počtu grafických obrazovek, maximálním počtu uložených trasových bodů, tras a zpětných tras, různé mohou být antény a spousta dalších podrobností. Např. u typů určených na vodu bývá už v základní ceně montážní stojan, u typů určených na souš se objevuje mapová projekce. 

Při koupi žádejte, aby přístroj měl možnost převodu souřadnic do systému S-42 (S-1942) jehož souřadnice jsou od roku vydání 1997 doplněny v rámech turistických map KČT 1: 50 000. Nebo aby přístroj umožňoval uživatelsky definovat souřadnicovou síť. Do již vydaných map si souřadnice můžete doplnit (opsat) sami na adrese u: TRASA, Školská 16, Praha 1 nebo si o ně napište na adresu: Ing. J. Rohlík, Sportovní 2723, 276 01 Mělník. Nejsou-li na mapě KČT viditelná čísla souřadnic sítě S-42, zůstává stále popsána souřadnicová síť LAT/LON podle níž si vytvoříte trasový bod a pak se teprve přepnete do sítě S-42. 

Před nákupem je třeba si ujasnit, zda bude přístroj převážně používán na baterie, nebo zda bude zabudován v lodi, autě nebo letadle a napájen externím zdrojem (palubní akumulátor). 

Investice by měla být zvážena i z hlediska, jak často a v jakému účelu bude používán. Jiné následky asi bude mít výpadek několika sekund v mlze pro pěšího turistu a jiný pro člun pohybující se stokilometrovou rychlostí. Tam, kde se uživatel pohybuje rychleji, rozhodně doporučujeme desetikanálový typ. Ten umí zpracovat údaje až z deseti družic současně. Pozor na záměrně nepřesnou terminologii některých výrobců a prodejců, kteří označují své nejlevnější typy, jako osmikanálové nebo desetikanálové, ovšem myslí tím, že přístroj umí zpracovat údaje např. z osmi družic, ovšem sekvenčně, takže zpracování údajů zabere delší čas. I nejlevnější GPS umí zpracovávat údaje (sekvenčně) ze 12 družic. Skutečný desetikanál (např. Magellan NAV DLX–10) nebo jiný vícekanál zpracuje údaje např. z deseti družic paralelně, tudíž najednou a zpracování je velmi rychlé. Zlepšení se projeví zejména v místech s hustější zástavbou a při vyšších rychlostech.

7. Počítačové‚ programy a mapy, spolupráce GPS s počítačem

Pro spolupráci s počítačem je třeba GPS přístroj pouze propojit se sériovým portem PC pomocí kabelu, který lze přiobjednat. Rovněž lze propojit dvě GPS kabelem mezi sebou. 

Mapy se dodávají i na disketách, nebo častěji na CD–ROM. 

Programování GPS přijímače umožňují např. následující dva programy:

Garmin PCX5 (DOS) – spec. program ke zpracování, analýze, zobrazení, ukládání a tisku dat (jsou v ASCII) získaných navigačním přístrojem GPS. Umožňuje nahrávat data z GPS přístroje, převádět soubory tras a otočných bodů na formát DXF pro spolupráci s jinými systémy CAD, zobrazovat digitální mapu v reálném čase, graficky zobrazovat datové‚ soubory s možností zvětšování, výpočtu vzdáleností aj. , tisknout soubory, editovat trasy a otoč. body a nahrávat je zpět do GPS přístroje spolu s údaji o družicích atd. (cena < 4000 Kč). Chystá se verze i pro Windows. 

Fugawi Moving Map Software – je finančně výhodný program pro Windows, který zprostředkovává spolupráci mezi bitovými mapami a GPS přijímačem. Program umožňuje importovat libovolné mapy, buď digitální (ve formátech BMP, GIF, JPG, PNG, PCX nebo TIF) nebo scanované papírové mapy, přesně je kalibrovat a zobrazovat v nich polohu hlášenou GPS přijímačem. Z “knihoven” map si program vybírá automaticky tu mapu, která odpovídá aktuální poloze. Program má řadu užitečných navigačních vlastností, umožňuje 
z a do GPS přijímače přehrávat a nahrávat trasy, vytvářet otočné‚ body atd. (cena < 6000 Kč).

8. Příklad použití GPS s mapami KČT 1: 50 000

V terénu vám přístroj na displeji ukáže naměřenou hodnotu: 

X = 3 573 460 m, 

Y = 5 487 710 m, 

(Z) = 587 m (nadmořskou výšku) 

Na mapě vyhledáte příslušný čtverec kilometrové sítě, který odpovídá prvním čtyřem číslicím v rámu mapy. Jihozápadní roh má souřadnice X = 3 573 km a Y = 5 487 km, stovky, desítky a jednotky metrů vyneste od tohoto rohu vpravo a nahoru, tedy X = 460 m a Y = 710 m. Hledaný bod se nachází v průsečíku linií rovnoběžných s kilometrovou sítí, procházející vynesenými body. 

Přesné místo pak snadno odhadneme, nebo použijeme speciální pravoúhlé měřítko. 

Podle vrstevnic můžeme pak také ověřit správnost naměřené nadmořské výšky.

 Poznámky:

• Finská firma SUUNTO nabízí GPS Plotter, což je buzola určená pro práci s GPS
• Lepší typy GPS lze připojit k navigačním plotterům (např. Yeoman Navimap) kde sejmete s mapy několik navigačních bodů a ukáže se vám vlastní změřená poloha i trasa na mapě. Také při přípravě si s mapy sejmete body na vaší trase, přenesete je do GPS a s jeho pomocí k nim pak snadno dojdete. 

 Knihy:
 

• A Comprehensive Guide To Land Navigation With GPS, od N. J. Hotchkisse (Montana 5/97)
• Precision GPS Land Navigation – The E–Zutm Way, od B. Sonnentaga
• a zřejmě i mnohé další…

 Informace k dalším systémům:

Jiné funkční a využívané navigační systémy jsou OMEGA s celosvětovým pokrytím (10 až 11 kHz) s přesností 3 až 6,5 km, LORAN s fázově kódovanými impulzy na 100 kHz, či TACAN, ruský RSBN, VHF/UHF rádiové kompasy, nebo ruský družicový nav. systém GLONASS.

 další informace například na www.gps.cz

Zpracováno z firemních a odborných podkladů, testů a článků (Vl. Procházka) v 10/1998, Pavel Krupka.